楞次定律上课

1、4.3 楞次定律（一） - 感应电流方向的判定NS+ +G观察现象并总结：观察现象并总结：“+”接线柱流入向接线柱流入向_偏偏“”接线柱流入向接线柱流入向_偏偏+ +G用试触法用试触法右左结果：结果： 电流从哪边流进，指针电流从哪边流进，指针就向哪边偏。就向哪边偏。那进那偏NS+ +G示意图示意图感应电流的感应电流的磁 场 方 向磁 场 方 向感应电流方感应电流方向向 ( 俯 视 ）俯 视 ）线圈中磁通线圈中磁通量 的 变 化量 的 变 化线圈中原磁线圈中原磁场 的 方 向场 的 方 向 S 极拔出极拔出 S 极插入极插入 N 极拔出极拔出 N 极插入极插入向下向下减小减小顺时针顺时针向下向下

2、向上向上向上向上减小减小顺时针顺时针逆时针逆时针向下向下向上向上增加增加S向下向下增加增加逆时针逆时针向上向上NGGNGSG原磁场方向原磁场方向原磁场磁通原磁场磁通量 的 变 化量 的 变 化GN NS SGS SN NGS SN NGN NS S感应电流方感应电流方向（俯视）向（俯视）逆时针逆时针顺时针顺时针顺时针顺时针逆时针逆时针穿过回路磁穿过回路磁通量的变化通量的变化增大增大减小减小增大增大减小减小原磁场原磁场方向方向向下向下向下向下向上向上向上向上感应电流磁感应电流磁场方向场方向向上向上向下向下向下向下向上向上思考：感应电流方向有什么规律？ 感应电流的磁场怎样影响原磁感应电流的磁场怎样

3、影响原磁场磁通量的场磁通量的变化变化？ 感应电流的磁场总是阻碍原磁感应电流的磁场总是阻碍原磁场磁通量的变化。场磁通量的变化。NGNG结论1：当线圈内原磁通量增加时，感应电流的磁场B的方向与原磁场B0的方向相反感应电流的磁场阻碍磁通量的增加结论2：当线圈内原磁通量减少时，感应电流的磁场B的方向与原磁场B0的方向相同感应电流的磁场阻碍磁通量的减少实验结论实验结论 当线圈中的磁通量当线圈中的磁通量增大增大时，时，B B与与B B0 0的方的方向向相反相反；当线圈中的磁通量当线圈中的磁通量减小减小时，时，B B与与B B0 0的方的方向向相同相同。即即: :增增“反反” ” 减减“同同” 楞次（楞次（

4、Lenz,Heinrich Friedrich EmilLenz,Heinrich Friedrich Emil） 18041804年年2 2月月2424日诞生于爱沙尼亚日诞生于爱沙尼亚1616岁以优异成绩岁以优异成绩考入家乡的道帕特大学考入家乡的道帕特大学18281828年被挑选为俄国圣彼得堡年被挑选为俄国圣彼得堡科学院的初级科学助理，科学院的初级科学助理，18301830年被选为圣彼得堡科学院年被选为圣彼得堡科学院通讯院士，通讯院士，18341834年选为院士曾长期担任圣彼得堡大学年选为院士曾长期担任圣彼得堡大学物理数学系物理数学系主任，后来由教授会选为第一任校长主任，后来由教授会选为第一

5、任校长人物介绍人物介绍 楞次在物理学上的主要成就是发现了电磁感应的楞次定楞次在物理学上的主要成就是发现了电磁感应的楞次定律和电热效应的焦耳楞次定律律和电热效应的焦耳楞次定律 18331833年，楞次在圣彼得堡科学院宣读了他的题为年，楞次在圣彼得堡科学院宣读了他的题为“关于关于用电动力学方法决定感生电流方向用电动力学方法决定感生电流方向”的论文，提出了楞次定的论文，提出了楞次定律律18431843年楞次在不知道焦耳发现电流热作用定律年楞次在不知道焦耳发现电流热作用定律(1841(1841年年) )的情况下，独立地发现了这一定律的情况下，独立地发现了这一定律楞次定律楞次定律感应电流具有这样的方向，

6、即感应电流感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要的磁场总要阻碍阻碍引起感应电流的磁通量引起感应电流的磁通量的变化的变化1、内容：、内容：2、对、对“阻碍阻碍”的理解：的理解：明确明确原磁场原磁场与与感应电流的磁场感应电流的磁场间的因果关系间的因果关系l 谁起阻碍作用？谁起阻碍作用？l 阻碍什么？阻碍什么？l 阻碍是阻止吗？阻碍是阻止吗？l “阻碍阻碍”就是感应电流的磁场总与原磁场的就是感应电流的磁场总与原磁场的方向相反吗？方向相反吗？感应电流产生的磁场感应电流产生的磁场引起感应电流的磁通量的引起感应电流的磁通量的变化“增反减同增反减同”否，只是使磁通量的变化变慢否，只是使磁通量的变化变慢

7、不一定不一定!从另一个角度认识楞次定律在下面四个图中标出线圈上的N、S极GNSGSNGSNGNSNSNNNSSS移近时斥力阻碍相互靠近移去时引力阻碍相互远离感应电流的效果总是阻碍导体和引起感应电流的磁体间的相对运动楞次定律表述二：“来拒去留”GNSSN 从相对运动看，感应电流的磁场总是阻碍相对运动。 N来 拒 去 留GNGSGNSSSN3.3.适用范围：适用范围：各种电磁感应现象各种电磁感应现象 4.4.对楞次定律的理解：对楞次定律的理解： 回路磁通量的变化回路磁通量的变化 感应电流感应电流（磁场）（磁场） 产生产生阻碍阻碍总而言之，理解“阻碍”含义时要明确：谁起阻碍作用谁起阻碍作用感应电流磁

8、场感应电流磁场阻碍的是什么阻碍的是什么原磁场的磁通量变化原磁场的磁通量变化怎样阻碍怎样阻碍“增反减同增反减同” ”,来“拒” 去“留” 阻碍的结果怎样阻碍的结果怎样减缓原磁场的磁通量的减缓原磁场的磁通量的变化变化5.对楞次定律的进一步理解： 回路磁通量的变化回路磁通量的变化 感应电流感应电流（磁场）（磁场） 产生产生阻碍阻碍从磁通量的变化的角度从磁通量的变化的角度 ：增增“反反” ” 减减“同同” ” 从相对运动的角度从相对运动的角度 ：阻碍相对运动阻碍相对运动 即即: :来来“拒拒” ” 去去“留留” ” 1、“阻碍”不应理解为“阻止”，而是“延缓”“推迟”的含义。2、“阻碍”的含义应理解为

9、阻碍磁通量的变化； 原磁通量增加，感应电流就产生一个与原磁场方向相反的磁场，以阻碍磁通量增加； 原磁通量减少，感应电流就产生一个与原磁场方向相同的磁场，以阻碍磁通量减少。3、“阻碍”的另一含义为阻碍导体间的相对运动；4、楞次定律也指出了电磁感应现象中的能量转换关系。 楞次定律指出：感应电流的磁场总是在阻碍着引起感应电流的磁通量的变化，为维持感应电流，就必须克服这个阻碍做功，这部分功的消耗就是感应电流的能量的来源。思考题：通电直导线与矩形线圈在同一平面内，当线圈远离导线时，判断线圈中感应电流的方向，并总结判断感应电流的步骤。v vI I分析分析：、原磁场的方向：、原磁场的方向： 向里向里、原磁通

10、量变化情况：、原磁通量变化情况： 减小减小、感应电流的磁场方向：、感应电流的磁场方向： 向里向里、感应电流的方向：、感应电流的方向： 顺时针顺时针GNSV VI I 如右图所示，试运用楞次定律判如右图所示，试运用楞次定律判定感应电流的方向。定感应电流的方向。用楞次定律判定感应电流的方向的方用楞次定律判定感应电流的方向的方法：法：（4 4）用安培定则判定感应电流的方向。）用安培定则判定感应电流的方向。（1 1）先确定原磁场方向。）先确定原磁场方向。（增大或减小）（增大或减小）（增反减同）（增反减同）（3 3）确定感应电流产生的磁场方向。）确定感应电流产生的磁场方向。（2 2）确定磁通量的变化趋势

11、。）确定磁通量的变化趋势。4.3 楞次定律（二） 使用楞次定律的步骤：、判断引起感应电流的原磁场的方向；、判断磁通量的变化情况；、利用楞次定律得出感应电流磁场的方向；、根据右手螺旋定则判断感应电流的方向。“增反减同” 楞次楞次(18041865)俄国物理学家和地球物理学家俄国物理学家和地球物理学家.（1 1）搞清阻碍关系搞清阻碍关系（谁阻碍谁？）：感应电流的（谁阻碍谁？）：感应电流的“磁磁场场”阻碍原磁场的阻碍原磁场的“磁通量的磁通量的变化变化”，不是阻碍，不是阻碍“磁通量磁通量”；（2 2）怎样阻碍怎样阻碍：若原磁场变化引起闭合电路的磁通量：若原磁场变化引起闭合电路的磁通量增加增加，则感应电

12、流的磁场方向与原磁场方向，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相反相反，“反抗反抗”增加增加；若原磁场变化引起闭合电路的磁通；若原磁场变化引起闭合电路的磁通量量减少减少，则感应电流的磁场方向与原磁场方向，则感应电流的磁场方向与原磁场方向相同相同， “补偿补偿”减少减少； “反抗反抗”与与 “ “补偿补偿”均为均为“阻阻碍碍”。结论：。结论：增反减同增反减同；（3 3）阻碍不是阻止：阻碍不是阻止：“阻碍阻碍”与与“阻止阻止”程度不同。程度不同。“阻碍阻碍”只能起防碍作用，但闭合电路的磁通量仍只能起防碍作用，但闭合电路的磁通量仍再变化；再变化；“阻止阻止”则使闭合电路的磁通量不再变化，则使闭合电路的磁

13、通量不再变化，因而感应电流便随即消失，故只能阻碍不能阻止。因而感应电流便随即消失，故只能阻碍不能阻止。对楞次定律中“阻碍”二字的理解？从从相对运动相对运动看看:GNSSNNGNGSGNSSSN拓展感应电流的磁场总感应电流的磁场总阻碍阻碍相对运动相对运动. “来拒去留来拒去留” 楞次定律可以看成是能量守恒定律在电磁感应现象中的反映。【例【例1 1】如图所示，当线框向右移动，请】如图所示，当线框向右移动，请判断线框中感应电流的方向判断线框中感应电流的方向解题思路解题思路：原磁场原磁场B0的方向：向外的方向：向外原磁场原磁场B0的变化情况：变小的变化情况：变小感应磁场感应磁场B的方向：向外的方向：向

14、外感应电流的方向：感应电流的方向：AD C B楞次定律楞次定律I安培定则安培定则磁铁从线圈中插入时，磁铁从线圈中插入时，标出感应电流的方向。标出感应电流的方向。 磁铁从螺线管右端拔磁铁从螺线管右端拔出时，出时，A、B两点哪点两点哪点电势高？电势高？NSBANS 解法二步骤：解法二步骤： 先用先用来来“拒拒” 去去“留留”判断判断线圈线圈产生的磁极产生的磁极, 再用右手螺旋定则确定感应电流的再用右手螺旋定则确定感应电流的方向方向。NS磁铁从线圈中插入时，磁铁从线圈中插入时，标出感应电流的方向。标出感应电流的方向。磁铁从螺线管右端磁铁从螺线管右端拔出时，拔出时，A、B两点两点哪点电势高？哪点电势高

15、？NSNS+NSSNBA下图中弹簧线圈面积增大时，判断下图中弹簧线圈面积增大时，判断感应电流的方向是顺时针还是逆时感应电流的方向是顺时针还是逆时针。针。应用楞次定律解决问题应用楞次定律解决问题IBB （4）下图中）下图中k接通时乙回路有感应接通时乙回路有感应电流产生吗？方向如何？电流产生吗？方向如何？Gk甲甲乙乙abcdIGkabcdI【巩固练习【巩固练习1 1】如图所示，让闭合线圈由位置如图所示，让闭合线圈由位置1 1通过一个匀强磁场通过一个匀强磁场运动到位置运动到位置2 2。线圈在运动过程中，什么时候没有。线圈在运动过程中，什么时候没有感应电流？为什么？什么时候有感应电流？方向感应电流？为

16、什么？什么时候有感应电流？方向如何？如何？pGp GNSI【巩固练习【巩固练习2】下图中滑动变阻器滑片下图中滑动变阻器滑片p左移时，标出电左移时，标出电流计回路中感应电流的方向。流计回路中感应电流的方向。N一水平放置的矩形闭合线圈一水平放置的矩形闭合线圈abcd，在细长磁铁的，在细长磁铁的N极附极附近竖直下落，由图示位置近竖直下落，由图示位置经过位置经过位置到位置到位置，位置，位置和位置和位置都很靠近位置都很靠近位置 在这个过程中，线圈中在这个过程中，线圈中感应电流：感应电流：（ ）A.A.沿沿abcdabcd流动流动 B.B.沿沿dcbadcba流动流动C.C.从从到到是沿是沿abcdabc

17、d流动，流动，从从到到是沿是沿dcbadcba流动流动D.D.从从到到是沿是沿dcbadcba流动，流动，从从到到是是 沿沿 abcdabcd 流动流动 NabcdA【巩固练习【巩固练习3】“来拒去留来拒去留”2、适用范围、适用范围:闭合电路闭合电路一部分导体切割一部分导体切割磁感线磁感线产生感应电流产生感应电流.伸开右手伸开右手,使拇使拇指与其余四指垂直指与其余四指垂直,并且都与并且都与手掌在同一平面内手掌在同一平面内; 让让磁感线磁感线从从掌心掌心进入进入, 拇指拇指指向导体指向导体运运动的方向动的方向, 四指四指所指的方向就所指的方向就是是感应电流的方向感应电流的方向.例与练例与练1、楞

18、次定律适用于楞次定律适用于由磁通量变化引由磁通量变化引起感应电流的起感应电流的一切情况一切情况;右手定则右手定则只适用于只适用于导体切割磁感线导体切割磁感线.“右手定则右手定则”是是“楞次定律楞次定律”的特例的特例.2、在判断、在判断导体切割磁感线导体切割磁感线产生的感产生的感应电流时应电流时右手定则与楞次定律是右手定则与楞次定律是等效的等效的, 右手定则比楞次定律方便右手定则比楞次定律方便.判断判断“力力”用用“左左手手”,判断判断“电电”用用“右右手手”.“四指四指”和和“手掌手掌”的放法和意义是相的放法和意义是相同的，唯一同的，唯一不同的是拇指的意义不同的是拇指的意义.例例 两平行长直导

19、线都通以相同电流，线圈两平行长直导线都通以相同电流，线圈abcd与导线共面，当它从左到右在两导线之间与导线共面，当它从左到右在两导线之间移动时，其感应电流的方向如何移动时，其感应电流的方向如何? acbd线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向线圈中感应电流的方向始终为顺时针方向 线圈所在空间内的磁场分布如图，线圈所在空间内的磁场分布如图， 当线圈从左往右运动时，穿过它的磁通量当线圈从左往右运动时，穿过它的磁通量先减小，原磁场方向为垂直纸面向里，先减小，原磁场方向为垂直纸面向里，所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向；定则可知

20、，感应电流方向为顺时针方向； 后来磁通量又逐渐增大，原磁场方向为垂直纸面后来磁通量又逐渐增大，原磁场方向为垂直纸面向外，所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培向外，所以感应磁场方向为垂直纸面向里，由安培定则可知，感应电流方向为顺时针方向。定则可知，感应电流方向为顺时针方向。 例例 如图所示，匀强磁场如图所示，匀强磁场B中，放置一水平光中，放置一水平光滑金属框架，有一根金属棒滑金属框架，有一根金属棒ab与导轨接触良与导轨接触良好，在外力好，在外力F的作用下匀速向右运动，分析此的作用下匀速向右运动，分析此过程中能量转化的情况。过程中能量转化的情况。 abF1、由右手定则判定ab棒上感应电流的方向应

21、由b a2、由左手定则判断ab在磁场中受到的安培力的方向是水平向左的。 外力做正功，消耗外界能量，完全用来克服安培力做功，转化成闭合回路中的电能，最后转化成内能。楞次定律例例 如图所示如图所示, ,光滑固定导轨光滑固定导轨MNMN水平放置水平放置, ,两根导两根导棒棒P P、Q Q平行放于导轨上平行放于导轨上, ,形成一个闭合回路形成一个闭合回路, ,现有一现有一条形磁铁从高处下落接近回路时条形磁铁从高处下落接近回路时, ,P P、Q Q将如何运动将如何运动? ?磁铁的加速度怎样变化磁铁的加速度怎样变化? ? PPPQV例题例题BACK感感I感感“增反减同增反减同”NSB原磁通量增大磁通量增大

22、阻碍磁通量增大阻碍磁通量增大产生反方向的磁场产生反方向的磁场感应电流的磁场感应电流的磁场从右侧看从右侧看B原B感I感例例2、试判断线圈中感应电流的方向。、试判断线圈中感应电流的方向。增反减同增反减同 如图所示，光滑固定导体轨如图所示，光滑固定导体轨MM、N N水平放水平放置，两根导体棒置，两根导体棒P P、Q Q平行放于导轨上，平行放于导轨上，形成一个闭合路，当一条形磁铁从高处下形成一个闭合路，当一条形磁铁从高处下落接近回路时落接近回路时 （ ） A AP P、Q Q将互相靠拢将互相靠拢 B BP P、Q Q相互相远离相互相远离 C C磁铁的加速度仍为磁铁的加速度仍为g g D D磁铁的加速度

23、小于磁铁的加速度小于g gADsN“增缩减扩增缩减扩”【例】如图【例】如图5 5所示，所示，abab是一个可是一个可以绕垂直于纸面的轴以绕垂直于纸面的轴O O转动的闭转动的闭合矩形导体线圈，当滑动变阻器合矩形导体线圈，当滑动变阻器R R的滑片的滑片P P自左向右滑动过程中，自左向右滑动过程中，线圈线圈abab将将 ( )( )A A、静止不动、静止不动 B B、顺时针转动、顺时针转动 C C、逆时针转动、逆时针转动 D D、发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动方向发生转动，但因电源的极性不明，无法确定转动方向O OabP 电源图图5B “增反减同”、 “来拒去留”、 “增缩减扩”,这些现

24、象的这些现象的共同本质共同本质是什么？是什么？阻碍磁通量的变化阻碍磁通量的变化4.3 楞次定律（三）如图如图,导线导线AB和和CD互相平行互相平行,在闭合开关在闭合开关S时导线时导线CD中感应电流的方向如何中感应电流的方向如何?ABSCDGI 例与练例与练如图所示，当滑动变阻器如图所示，当滑动变阻器R的滑片向右的滑片向右滑动时，则流过滑动时，则流过R的电流方向是的电流方向是_。滑动变阻器滑动变阻器R的滑片向右的滑片向右滑动时，滑动时，A中电流减小中电流减小B原B感A的磁场减弱的磁场减弱B中磁通量减小中磁通量减小B中感应磁场方向与原中感应磁场方向与原磁场方向相同磁场方向相同R中感应电流方向从中感

25、应电流方向从b到到aI感2005年北京卷年北京卷21. 现将电池组、滑线变阻器、带铁现将电池组、滑线变阻器、带铁芯的线圈芯的线圈A、线圈、线圈B、电流计及开关如下图连接，在开、电流计及开关如下图连接，在开关闭合、线圈关闭合、线圈A放在线圈放在线圈B中的情况下，某同学发现当中的情况下，某同学发现当他将滑线变阻器的滑动端他将滑线变阻器的滑动端P向左加速滑动时，电流计指向左加速滑动时，电流计指针和右偏转。由此可以判断（针和右偏转。由此可以判断（ ）A.线圈线圈A向上移动或滑动变阻器滑动端向上移动或滑动变阻器滑动端P向右加速滑向右加速滑动，都能引起电流计指针向左偏转动，都能引起电流计指针向左偏转B.线圈线圈A中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流中铁芯向上拔出或断开开关，都能引起电流计指针向右偏转计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑动端滑动变阻器的滑动